[发明专利]光学镜头及具有该光学镜头的激光对中测量设备

说明书

本发明公开了一种光学镜头，其从物方到像方顺序地包括：第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力。本发明还提供了一种具有该光学镜头的激光对中测量设备。本发明的光学镜头具有足够小的慧差，并且其垂轴像差与入射光瞳的直径成线性关系，从而减小了垂轴像差对测量精度的影响，提高了激光对中测量设备的测量效率和准确率。

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体地讲，涉及一种光学镜头及具有该光学镜头的激光对中测量设备。

背景技术

激光对中测量技术是轴对中技术的发展趋势。现有的一种激光对中仪接收系统及方法是一种基于光学物镜和位置探测器的激光对中测量系统。该激光对中测量系统在测量过程中不需要旋转就可以测量获得角偏量和平偏量。参照图1，该激光对中测量系统主要由聚焦物镜Le、分光棱镜Pr及两个位敏探测器PSD1和PSD2组成。该激光对中测量系统利用几何光学原理进行测量，激光器发出一束准平行细光束，聚焦物镜Le对这束光进行偏折后通过分光棱镜Pr，并汇聚在位敏探测器PSD1上采集光束的位置，同时距离位敏探测器PSD1一定距离的位敏探测器PSD2也采集光束的位置，通过光束在位敏探测器PSD1和PSD2得到的位置坐标计算得到平行偏量和角度偏量。从测量原理可知，角度测量和位置测量都是通过坐标点计算得到，而坐标点也是通过光斑的位置和光斑的能量中心来确定的，因此聚焦物镜Le的光学像差决定了聚焦光斑的位置和光斑形状，从而影响该激光对中测量系统的测量范围和测量精度。

用于激光对中测量系统的光学镜头(即聚焦物镜)有以下要求：基准光束几何中心光线在通过光学镜头后达到位敏探测器处，仍然位于光斑的几何中心位置。这就要求基准光束在视场、孔径范围内的任意位置通过光学镜头所产生的像差在位敏探测器PSD1和PSD2位置处都是中心对称的。然而，现有的激光对中测量系统的光学镜头都是根据特定用途进行设计并大批量生产。这些光学镜头虽然都具有较高的分辨率，但是其垂轴像差与入射光瞳的直径并无线性关系。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种光学镜头，其从物方到像方顺序地包括：第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力。

进一步地，所述光学镜头还包括：孔径光阑，设置于所述第二透镜与所述第三透镜之间。

进一步地，所述第一透镜的物方表面为凸形，并且所述第一透镜的像方表面为凸形。

进一步地，所述第二透镜的物方表面为凸形，并且所述第二透镜的像方表面为凹形。

进一步地，所述第三透镜的物方表面为凹形，并且所述第三透镜的像方表面为凹形。

进一步地，所述第四透镜的物方表面为凸形，并且所述第四透镜的像方表面为凸形。

进一步地，所述第一透镜至所述第四透镜由玻璃形成。

进一步地，所述第一透镜至所述第四透镜中的每一透镜均包括至少一个球面。

进一步地，所述光学镜头的垂轴像差与入射光瞳的直径成线性关系。

本发明还提供了一种具有上述光学镜头的激光对中测量设备。

本发明的有益效果：本发明的光学镜头具有足够小的慧差，并且其垂轴像差与入射光瞳的直径成线性关系，从而减小了垂轴像差对测量精度的影响，提高了激光对中测量设备的测量效率和准确率。

附图说明

通过参照附图对示例性实施例进行的详细描述，上述和其他特点及优点将会变得更加明显，附图中：

图1是现有的激光对中测量设备的结构图；

图2是图1所示的激光对中测量系统在子午方向的一维等效模型示意图；